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    Mysql和InnoDB架构对应的一次sql执行过程 |  ChenyyのBlog
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<h1 class="article-title sea-center" style="border-left:0" itemprop="name">
  Mysql和InnoDB架构对应的一次sql执行过程
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  <time datetime="2021-06-02T12:21:58.000Z" itemprop="datePublished">2021-06-02</time>
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    <div class="article-entry" itemprop="articleBody">
       
  <ul>
<li>Mysql架构</li>
<li>Mysql架构中SQL执行过程</li>
<li>InnoDB存储引擎的架构中SQL执行过程</li>
</ul>
<span id="more"></span>

<h1 id="Mysql架构"><a href="#Mysql架构" class="headerlink" title="Mysql架构"></a>Mysql架构</h1><h2 id="MySQL驱动是什么？"><a href="#MySQL驱动是什么？" class="headerlink" title="MySQL驱动是什么？"></a>MySQL驱动是什么？</h2><p>下面这段maven配置中就引入了一个MySQL驱动。这里的mysql-connector-java就是面向Java语言的MySQL驱动。</p>
<p><img src="https://gitee.com/chenyy-2017/pic/raw/master/note/20210605230039.png"></p>
<p><img src="https://gitee.com/chenyy-2017/pic/raw/master/note/20210605230315.png"></p>
<h2 id="数据连接池用来做什么"><a href="#数据连接池用来做什么" class="headerlink" title="数据连接池用来做什么"></a>数据连接池用来做什么</h2><p>我们的系统通常会有多个线程来并发的处理多个请求，如果每个线程在每次访问数据库的时候，都基于MySQL驱动去创建一个数据库连接，执行SQL语句，然后频繁的销毁数据库连接，这样的效率十分低下。</p>
<p>所以使用一个数据库连接池，维持多个数据库连接，让多个线程并发执行SQL语句，执行完SQL语句的线程不会销毁这个数据库连接，而是把连接放回池子里，后续还可以继续使用。</p>
<p>因为有很多系统要与MySQL数据库建立很多个连接，那么<br>MySQL也必然要维护与系统之间的多个连接。</p>
<p><img src="https://gitee.com/chenyy-2017/pic/raw/master/note/20210605231539.png"></p>
<h1 id="Mysql架构中SQL执行过程"><a href="#Mysql架构中SQL执行过程" class="headerlink" title="Mysql架构中SQL执行过程"></a>Mysql架构中SQL执行过程</h1><h3 id="线程处理网络连接"><a href="#线程处理网络连接" class="headerlink" title="线程处理网络连接"></a>线程处理网络连接</h3><p>通过数据库连接把要执行的SQL语句发送给MySQL数据库，Mysql服务器的线程会监听请求以及读取请求数据，从网络连接中读取和解析SQL语句。</p>
<h3 id="SQL接口处理接收到的SQL语句"><a href="#SQL接口处理接收到的SQL语句" class="headerlink" title="SQL接口处理接收到的SQL语句"></a>SQL接口处理接收到的SQL语句</h3><p>MySQL提供了一个组件，就是SQL接口（SQL Interface），他是一套执行SQL语句的接口，专门用于执行发送给MySQL的那些增删改查的SQL语句。</p>
<h3 id="查询解析器解析SQL语句"><a href="#查询解析器解析SQL语句" class="headerlink" title="查询解析器解析SQL语句"></a>查询解析器解析SQL语句</h3><p>查询解析器（Parser）就是负责对SQL语句进行解析的。</p>
<figure class="highlight plaintext"><table><tr><td class="gutter"><pre><span class="line">1</span><br><span class="line">2</span><br><span class="line">3</span><br><span class="line">4</span><br><span class="line">5</span><br></pre></td><td class="code"><pre><span class="line">select id,name,age from users where id=1</span><br><span class="line">-&gt;</span><br><span class="line">从“users”表里查询数据</span><br><span class="line">查询“id”字段的值等于1的那行数据</span><br><span class="line">提取该行数据中的“id,name,age”三个字段。</span><br></pre></td></tr></table></figure>

<h3 id="查询优化器选择最优的查询路径"><a href="#查询优化器选择最优的查询路径" class="headerlink" title="查询优化器选择最优的查询路径"></a>查询优化器选择最优的查询路径</h3><p>查询优化器（Optimizer）会针对复杂SQL语句生成查询路径树，然后从里面选择一条最优的查询路径出来。</p>
<h3 id="执行器根据执行计划调用存储引擎的接口"><a href="#执行器根据执行计划调用存储引擎的接口" class="headerlink" title="执行器根据执行计划调用存储引擎的接口"></a>执行器根据执行计划调用存储引擎的接口</h3><p>执行器就会去根据我们的优化器生成的一套执行计划，按照一定的顺序和步骤，调用存储引擎的各种接口去完成SQL语句的执行计划，达到更新或者提取数据的目的。</p>
<h3 id="调用存储引擎接口执行SQL语句"><a href="#调用存储引擎接口执行SQL语句" class="headerlink" title="调用存储引擎接口执行SQL语句"></a>调用存储引擎接口执行SQL语句</h3><p>最终，存储引擎执行SQL语句时，会按照一定的步骤去查询内存缓存数据，更新磁盘数据，查询磁盘数据等。</p>
<p><img src="https://gitee.com/chenyy-2017/pic/raw/master/note/20210605234553.png"></p>
<h1 id="InnoDB存储引擎的架构中SQL执行过程"><a href="#InnoDB存储引擎的架构中SQL执行过程" class="headerlink" title="InnoDB存储引擎的架构中SQL执行过程"></a>InnoDB存储引擎的架构中SQL执行过程</h1><p>系统通过数据库连接将SQL发送到了MySQL上，调用SQL接口，经过解析器解析SQL语句，优化器生成执行计划，接着由执行器负责这个计划的执行，调用InnoDB存储引擎的接口去执行。</p>
<p>通过研究一条更新语句的执行过程探究InndDb存储引擎的架构。</p>
<figure class="highlight plaintext"><table><tr><td class="gutter"><pre><span class="line">1</span><br></pre></td><td class="code"><pre><span class="line">update users set name=&#x27;xxx&#x27; where id=10</span><br></pre></td></tr></table></figure>

<p><img src="https://gitee.com/chenyy-2017/pic/raw/master/note/20210607094638.png"></p>
<h2 id="缓冲池-Buffer-Pool-缓存数据"><a href="#缓冲池-Buffer-Pool-缓存数据" class="headerlink" title="缓冲池(Buffer Pool)缓存数据"></a>缓冲池(Buffer Pool)缓存数据</h2><p>缓冲池（Buffer Pool）中会缓存很多的数据，用于避免查询时每次都需要读取磁盘。</p>
<p>比如对“id=10”这一行数据进行更新，会先看这行数据是否在缓冲池里，如果不在的话，会直接从磁盘里加载到缓冲池里来，接着对这行记录加独占锁。</p>
<p><img src="https://gitee.com/chenyy-2017/pic/raw/master/note/20210607095732.png"></p>
<h2 id="undo-log记录更新前的回滚数据"><a href="#undo-log记录更新前的回滚数据" class="headerlink" title="undo log记录更新前的回滚数据"></a>undo log记录更新前的回滚数据</h2><p>假设“id=10”这行数据的name原来是“zhangsan”，现在要更新为“xxx”，那么会先将旧值“zhangsan”写入到undo日志文件中去。在事务提交之前可以对数据进行回滚。</p>
<h2 id="更新buffer-pool中的缓存数据"><a href="#更新buffer-pool中的缓存数据" class="headerlink" title="更新buffer pool中的缓存数据"></a>更新buffer pool中的缓存数据</h2><p>更新的时候，先更新缓冲池中的记录，将内存里的“id=10”这行数据的name字段修改为“xxx”，此时内存数据和磁盘数据是不一样的。</p>
<h2 id="Redo-Log-Buffer宕机复原"><a href="#Redo-Log-Buffer宕机复原" class="headerlink" title="Redo Log Buffer宕机复原"></a>Redo Log Buffer宕机复原</h2><p>把对内存所做的修改写入到一个Redo Log Buffer里去，用来缓存redo日志的。redo日志是为了避免MySQL宕机时，用来恢复更新后的最新数据的。</p>
<p>此时如果Mysql宕机，内存里的数据都丢失了，由于没提交事务，就代表执行失败，会收到一个数据库的异常，此时磁盘上的数据维持原样。</p>
<p><img src="https://gitee.com/chenyy-2017/pic/raw/master/note/20210607100803.png"></p>
<h2 id="提交事务将redo日志写入磁盘"><a href="#提交事务将redo日志写入磁盘" class="headerlink" title="提交事务将redo日志写入磁盘"></a>提交事务将redo日志写入磁盘</h2><p>提交事务时，会根据策略把redo日志从redo log buffer里刷入到磁盘文件中。</p>
<p>策略通过<code>innodb_flush_log_at_trx_commit</code>来配置。</p>
<p>当参数值为0，提交事务时不会把redo log buffer里的数据刷入磁盘文件中。相当于提交事务了，结果mysql宕机了，然后此时内存里的数据全部丢失。</p>
<p>当参数值为1，提交事务时会把redo log buffe中数据从内存刷入到磁盘文件redo log里去。只要事务提交成功，那么redo log就在磁盘里了。此时mysql宕机，也可以根据redo日志去恢复之前做过的修改。一般建议redo日志刷盘策略设置为1，保证事务提交之后，数据绝对不能丢失。</p>
<p><img src="https://gitee.com/chenyy-2017/pic/raw/master/note/20210607104923.png"></p>
<p>当参数值为2，提交事务时会先把redo log buffe中数据写入磁盘文件对应的os cache缓存里去，而不是直接进入磁盘文件，可能1秒后才会把os cache里的数据写入到磁盘文件里去。</p>
<p>这种模式下，提交事务之后，机器宕机可能会丢失1s内的数据，但同时也避免了频繁去磁盘的读写，是一种性能更好的折中策略。</p>
<p><img src="https://gitee.com/chenyy-2017/pic/raw/master/note/20210607104950.png"></p>
<h2 id="提交事务时同时写入binlog"><a href="#提交事务时同时写入binlog" class="headerlink" title="提交事务时同时写入binlog"></a>提交事务时同时写入binlog</h2><p>redo log，偏向物理性质的重做日志，记录的是数据修改之后的值。是属于InnoDB存储引擎的日志文件。</p>
<p>binlog，偏向逻辑性的归档日志，记录的是对数据库更改的SQL语句。是属于mysql server的日志文件。</p>
<p>1、2、3、4几个步骤属于更新语句的阶段。5和6两个步骤属于提交事务的阶段。</p>
<p><img src="https://gitee.com/chenyy-2017/pic/raw/master/note/20210613185202.png"></p>
<p><strong>binlog日志的刷盘策略</strong></p>
<p><code>sync_binlog</code>参数可以控制binlog的刷盘策略，默认值是0，此时先进入os cache内存缓存，每隔1s再写入磁盘。</p>
<p><code>sync_binlog</code>参数设置为1时，会强制把binlog直接写入到磁盘文件中，在提交事务之后，磁盘上的binlog不会丢失。</p>
<h2 id="redo-log写入commit标记完成事务提交"><a href="#redo-log写入commit标记完成事务提交" class="headerlink" title="redo log写入commit标记完成事务提交"></a>redo log写入commit标记完成事务提交</h2><p>binlog写入磁盘文件之后，会把本次更新对应的binlog文件名称和这次更新的binlog日志在文件里的位置，写入到redo log日志文件里去，同时在redo log日志文件里写入一个commit标记，完成了事务的提交。</p>
<p><img src="https://gitee.com/chenyy-2017/pic/raw/master/note/20210607160209.png"></p>
<p>在redo日志中写入commit标记，主要是用来保持redo log日志与binlog日志一致的。</p>
<p>如果在完成567之前mysql宕机了，因为没有redo log中的最终commit标记，事务是提交失败的。</p>
<p>只有redo刷入磁盘、binlog写入磁盘、写入commit标记，5、6、7三个步骤都执行完毕，才算是提交了事务。</p>
<h2 id="后台IO线程随机将内存更新后的脏数据刷回磁盘"><a href="#后台IO线程随机将内存更新后的脏数据刷回磁盘" class="headerlink" title="后台IO线程随机将内存更新后的脏数据刷回磁盘"></a>后台IO线程随机将内存更新后的脏数据刷回磁盘</h2><p>更新“update users set name=’xxx’ where id=10”，提交事务成功后，此时内存里的buffer pool中的缓存数据已经更新，同时磁盘里redo日志和binlog日志，都记录了“id=10”这行数据修改了“name=’xxx’”。</p>
<p>但是这个时候磁盘上的数据文件里的“id=10”这行数据的name字段还是等于旧值。所以MySQL有一个后台的IO线程，会在之后某个时间里，随机的把内存buffer pool中的修改后的最新数据给刷回到磁盘上的数据文件里去。</p>
<p><img src="https://gitee.com/chenyy-2017/pic/raw/master/note/20210613172939.png"></p>
<h2 id="总结"><a href="#总结" class="headerlink" title="总结"></a>总结</h2><p>执行更新的时候，每条SQL语句，都会对应修改buffer pool里的缓存数据、写undo日志、写redo log buffer几个步骤。</p>
<p>当你提交事务的时候，一定会把redo log刷入磁盘，binlog刷入磁盘，完成redo log中的事务commit标记。</p>
<p>最后后台的IO线程会随机的把buffer pool里的脏数据刷入磁盘里去。</p>
<p><img src="https://gitee.com/chenyy-2017/pic/raw/master/note/20210613183138.png"></p>
<p>参考：从零开始带你成为MySQL实战优化高手01-04</p>
 
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  <input type="search" id="local-search-input" class="local-search-input" placeholder="Search...">
  <div id="local-search-result" class="local-search-result"></div>
</div>
</div>
    </aside>
    <script>
      if (window.matchMedia("(max-width: 768px)").matches) {
        document.querySelector('.content').classList.remove('on');
        document.querySelector('.sidebar').classList.remove('on');
      }
    </script>
    <div id="mask"></div>

<!-- #reward -->
<div id="reward">
  <span class="close"><i class="ri-close-line"></i></span>
  <p class="reward-p"><i class="ri-cup-line"></i>请我喝杯咖啡吧~</p>
  <div class="reward-box">
    
    
  </div>
</div>
    
<script src="/js/jquery-2.0.3.min.js"></script>


<script src="/js/lazyload.min.js"></script>

<!-- Tocbot -->


<script src="/js/tocbot.min.js"></script>

<script>
  tocbot.init({
    tocSelector: '.tocbot',
    contentSelector: '.article-entry',
    headingSelector: 'h1, h2, h3, h4, h5, h6',
    hasInnerContainers: true,
    scrollSmooth: true,
    scrollContainer: 'main',
    positionFixedSelector: '.tocbot',
    positionFixedClass: 'is-position-fixed',
    fixedSidebarOffset: 'auto'
  });
</script>

<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/jquery-modal@0.9.2/jquery.modal.min.js"></script>
<link rel="stylesheet" href="https://cdn.jsdelivr.net/npm/jquery-modal@0.9.2/jquery.modal.min.css">
<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/justifiedGallery@3.7.0/dist/js/jquery.justifiedGallery.min.js"></script>

<script src="/dist/main.js"></script>

<!-- ImageViewer -->

<!-- Root element of PhotoSwipe. Must have class pswp. -->
<div class="pswp" tabindex="-1" role="dialog" aria-hidden="true">

    <!-- Background of PhotoSwipe. 
         It's a separate element as animating opacity is faster than rgba(). -->
    <div class="pswp__bg"></div>

    <!-- Slides wrapper with overflow:hidden. -->
    <div class="pswp__scroll-wrap">

        <!-- Container that holds slides. 
            PhotoSwipe keeps only 3 of them in the DOM to save memory.
            Don't modify these 3 pswp__item elements, data is added later on. -->
        <div class="pswp__container">
            <div class="pswp__item"></div>
            <div class="pswp__item"></div>
            <div class="pswp__item"></div>
        </div>

        <!-- Default (PhotoSwipeUI_Default) interface on top of sliding area. Can be changed. -->
        <div class="pswp__ui pswp__ui--hidden">

            <div class="pswp__top-bar">

                <!--  Controls are self-explanatory. Order can be changed. -->

                <div class="pswp__counter"></div>

                <button class="pswp__button pswp__button--close" title="Close (Esc)"></button>

                <button class="pswp__button pswp__button--share" style="display:none" title="Share"></button>

                <button class="pswp__button pswp__button--fs" title="Toggle fullscreen"></button>

                <button class="pswp__button pswp__button--zoom" title="Zoom in/out"></button>

                <!-- Preloader demo http://codepen.io/dimsemenov/pen/yyBWoR -->
                <!-- element will get class pswp__preloader--active when preloader is running -->
                <div class="pswp__preloader">
                    <div class="pswp__preloader__icn">
                        <div class="pswp__preloader__cut">
                            <div class="pswp__preloader__donut"></div>
                        </div>
                    </div>
                </div>
            </div>

            <div class="pswp__share-modal pswp__share-modal--hidden pswp__single-tap">
                <div class="pswp__share-tooltip"></div>
            </div>

            <button class="pswp__button pswp__button--arrow--left" title="Previous (arrow left)">
            </button>

            <button class="pswp__button pswp__button--arrow--right" title="Next (arrow right)">
            </button>

            <div class="pswp__caption">
                <div class="pswp__caption__center"></div>
            </div>

        </div>

    </div>

</div>

<link rel="stylesheet" href="https://cdn.jsdelivr.net/npm/photoswipe@4.1.3/dist/photoswipe.min.css">
<link rel="stylesheet" href="https://cdn.jsdelivr.net/npm/photoswipe@4.1.3/dist/default-skin/default-skin.min.css">
<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/photoswipe@4.1.3/dist/photoswipe.min.js"></script>
<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/photoswipe@4.1.3/dist/photoswipe-ui-default.min.js"></script>

<script>
    function viewer_init() {
        let pswpElement = document.querySelectorAll('.pswp')[0];
        let $imgArr = document.querySelectorAll(('.article-entry img:not(.reward-img)'))

        $imgArr.forEach(($em, i) => {
            $em.onclick = () => {
                // slider展开状态
                // todo: 这样不好，后面改成状态
                if (document.querySelector('.left-col.show')) return
                let items = []
                $imgArr.forEach(($em2, i2) => {
                    let img = $em2.getAttribute('data-idx', i2)
                    let src = $em2.getAttribute('data-target') || $em2.getAttribute('src')
                    let title = $em2.getAttribute('alt')
                    // 获得原图尺寸
                    const image = new Image()
                    image.src = src
                    items.push({
                        src: src,
                        w: image.width || $em2.width,
                        h: image.height || $em2.height,
                        title: title
                    })
                })
                var gallery = new PhotoSwipe(pswpElement, PhotoSwipeUI_Default, items, {
                    index: parseInt(i)
                });
                gallery.init()
            }
        })
    }
    viewer_init()
</script>

<!-- MathJax -->

<!-- Katex -->

<!-- busuanzi  -->


<script src="/js/busuanzi-2.3.pure.min.js"></script>


<!-- ClickLove -->

<!-- ClickBoom1 -->

<!-- ClickBoom2 -->

<!-- CodeCopy -->


<link rel="stylesheet" href="/css/clipboard.css">

<script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/clipboard@2/dist/clipboard.min.js"></script>
<script>
  function wait(callback, seconds) {
    var timelag = null;
    timelag = window.setTimeout(callback, seconds);
  }
  !function (e, t, a) {
    var initCopyCode = function(){
      var copyHtml = '';
      copyHtml += '<button class="btn-copy" data-clipboard-snippet="">';
      copyHtml += '<i class="ri-file-copy-2-line"></i><span>COPY</span>';
      copyHtml += '</button>';
      $(".highlight .code pre").before(copyHtml);
      $(".article pre code").before(copyHtml);
      var clipboard = new ClipboardJS('.btn-copy', {
        target: function(trigger) {
          return trigger.nextElementSibling;
        }
      });
      clipboard.on('success', function(e) {
        let $btn = $(e.trigger);
        $btn.addClass('copied');
        let $icon = $($btn.find('i'));
        $icon.removeClass('ri-file-copy-2-line');
        $icon.addClass('ri-checkbox-circle-line');
        let $span = $($btn.find('span'));
        $span[0].innerText = 'COPIED';
        
        wait(function () { // 等待两秒钟后恢复
          $icon.removeClass('ri-checkbox-circle-line');
          $icon.addClass('ri-file-copy-2-line');
          $span[0].innerText = 'COPY';
        }, 2000);
      });
      clipboard.on('error', function(e) {
        e.clearSelection();
        let $btn = $(e.trigger);
        $btn.addClass('copy-failed');
        let $icon = $($btn.find('i'));
        $icon.removeClass('ri-file-copy-2-line');
        $icon.addClass('ri-time-line');
        let $span = $($btn.find('span'));
        $span[0].innerText = 'COPY FAILED';
        
        wait(function () { // 等待两秒钟后恢复
          $icon.removeClass('ri-time-line');
          $icon.addClass('ri-file-copy-2-line');
          $span[0].innerText = 'COPY';
        }, 2000);
      });
    }
    initCopyCode();
  }(window, document);
</script>


<!-- CanvasBackground -->


    
  </div>
</body>

</html>